RCLowPassFilter -- Overview
OBIETTIVI
Dopo l'esecuzione di questo esercizio di laboratorio, l'allievo sarà in
grado di:
• Progettare e costruire un filtro passa basso di 1° livello utilizzando
ReC
• Utilizzare il trigger dell'oscilloscopio digitale per catturare e
visualizzare il segnale
• Misurare le informazioni di ampiezza (valore da picco a picco) del
segnale di ingresso e uscita
• Verificare il funzionamento del filtro passa basso RC e stimare la
frequenza di taglio
ATTREZZATURA
Per svolgere questo esperimento servono:
• TBS1KB - Oscilloscopio digitale Tektronix
• Resistore e condensatore
• Generatore di segnali (AFG3K o 2K)
• Sonda di tensione (in dotazione con l'oscilloscopio) / cavi BNC
• Scheda per cablaggi (breadboard) e cavi di collegamento
TEORIA
Concetti chiave:
• Un filtro è un circuito che lascia passare alcune frequenze e ne
blocca altre.
• L'intervallo di frequenza in ingresso che viene passato senza
attenuazioni è noto come banda passante.
• L'intervallo di frequenza del segnale in ingresso che viene bloccato
o fortemente attenuato è noto come banda bloccata.
• La transizione dalla banda bloccata alla banda passante o
viceversa è nota come frequenza di taglio. Si tratta della frequenza
alla quale la potenza in uscita è 3 dB inferiore (o l'ampiezza è il 70,7
% di) rispetto alla potenza (o ampiezza) in banda passante.
• Un filtro passa basso lascia passare le frequenze inferiori alla
frequenza di taglio e blocca le frequenze superiori a questo valore.
• La frequenza di taglio per il filtro passa basso RC è data da:
RCLowPassFilter -- Procedures
Step 1
DUT / PREDISPOSIZIONE DEL CIRCUITO
• Costruire il circuito come indicato sotto: Selezionare R = 10K, C =
1nF
• Collegare l'uscita del generatore di segnali a V_in (ingresso) del
circuito
• Selezionare onda sinusoidale di 2Vpp, frequenza = 100 Hz
Step 2
PREDISPOSIZIONE DELL'ESPERIMENTO
• Accendere l'oscilloscopio
• Collegare la sonda del Canale 1 dell'oscilloscopio a V_in
• Collegare la sonda del Canale 2 permisurare la tensione di uscita V_out
• Acquisire i segnali dal circuito sull'oscilloscopio
Step 3
• Impostare Autoset sull'oscilloscopio per catturare e visualizzare il
segnale in modo efficace
• Se la funzione AUTOSET non è attivata, impostare manualmente
la scala orizzontale e verticale, e la condizione di trigger per
visualizzare 3-4 cicli di forma d'onda senza tagli.
Step 4
MISURE AGGIUNTIVE
• Accedere al menu delle misure premendo il pulsante MEASURE
sul pannello anteriore dell'oscilloscopio
• Premere CH1 (canale da misurare) e selezionare la misura PEAKPEAK (da picco a picco) e FREQUENCY (frequenza) utilizzando il
pulsante della manopola multifunzione (MPK)
• Selezionare lamisura PEAK-PEAK (da picco a picco) anche per
CH2
Step 5
• Alla frequenza del segnaledi ingresso di 100 Hz, registrare
l'ampiezza da picco a picco di ingresso e uscita.
Step 6
• Mantenendo costante l'ampiezza (2 Vpp), impostare la frequenza
in ingresso (frequenza del segnale AFG) a 200 Hz. Registrare
l'ampiezza da picco a picco di ingresso e uscita.
• Continuare ad aumentare la frequenza di ingresso (frequenza
segnale AFG) in incrementi di 100 Hz (fino a 10 kHz),registrando
l'ampiezza da picco a picco dell'uscita.
Step 7
• Calcolare guadagno = 20 x log (V_out / V_in). Tracciare il grafico
del guadagno rispettoalla frequenza.
• Stimare la frequenza di taglio del circuito trovando un punto nel
quale il guadagno sia -3dB.
Step 8
• Confrontare il valore della frequenza di taglio calcolato dal valore
RC con quello effettivamente misurato
Step 9
SAI RISPONDERE A QUESTO?
• Quando il valore del condensatore aumenta, qual è l'effetto sulla
frequenza di taglio del filtro?
